Геннадий Александрович Салтанов
Быть успешным в России при любых формах правления
3.12. Возрождение направления. Новые тренды, события, конъюнктура.
События, тренды, тенденции.
Роспуск РАО «ЕЭС России». Дискуссии по результатам реформы электроэнергетики в формате «дезинтеграции (рынок, новые бизнесы) – интеграция (единая электроэнергетическая система)». Тренд на восстановление «вертикали» в управлении крупными жизнеобеспечивающими системами.
Приход в Минэнерго РФ «своего» ЛПР в лице продвинутого, контактного, талантливого руководителя Сводного Департамента государственной энергетической политики и энергоэффективности Минэнерго РФ Михайлова С.А., с которым были давние взаимополезные контакты и партнерские, и даже дружеские отношения.
Укрепление авторитета, влияния и контактов ВИПКэнерго и кафедры ИИДЭ.
Успешное выполнение ряда крупных работ и контрактов с Минэнерго РФ.
Погружение ЛПР в проблему и понимание актуальности кардинального пересмотра подходов к обеспечению конкурентоспособности базовой наукоемкой и жизнеобеспечивающей отрасли – теплоэлектроэнергетики на основе системного подхода, современных инновационных информационно-коммуникационных технологий, методов имитационного моделирования развития энергетики России.
Таким образом была подготовлена почва для ренессанса направления, типа «Атомэнергомашэксперт», разработаны проекты тех.заданий и организован конкурс Минэнерго РФ на разработку системного проекта создания ситуационно – аналитического центра Министерства энергетики России.
По инициативе и под руководством кафедры УИИДЭ ИПКгосслужбы, был создан Консорциум в составе:
ИПКгосслужбы РАГС при президенте РФ, кафедра УИИДЭ,
Фирма КАБЕСТ группы Астерос – лидирующая российская компания, специализирующая на реализации комплексных проектов в сфере построения инженерной, IT-инфраструктуры и систем безопасности объектов.
Фирма «Энергоавтоматика» имеющая большой опыт работ по автоматизации процессов в тепловой и атомной энергетике (ген. Директор фирмы к.т.н. Е.А. Катковский – бывший руководитель первой созданной лаборатории по численному моделированию в атомном энергомашиностроении).
ЗАО «РОСЭКО» – лидер российского рынка оценочных услуг с большим опытом работ по оценке и консалтингу в области электроэнергетики. Ген.директор, к.т.н. Е.И. Нейман, вице-президент российского общества оценщиков, Президент Международной Академии оценки и консалтинга.
Подана заявка на участие в конкурсе (2008 г.). Руководитель проекта – Г.А. Салтанов. Борьба была очень непростой. Благодаря большой подготовительной и разъяснительной работе с Министерством, наработанным успешным практикам типа «Атомэнергомашэксперт», «Инновационный менеджмент в электроэнергетике» и др., высокому авторитету и составу Консорциума, известному своими проектами и командами, а также серьезной поддержке руководителя Департамента энергетической политики и энергоэффективности Минэнерго РФ Михайлова С.А. Конкурс был выигран!
Разработка Ситуационно-аналитического центра Минэнерго РФ (2009г.) базировались на системном подходе и best practice «Атомэнергомашэксперт» как технологической платформе.
Предыстория создания САЦ Минэнерго РФ, цели и задачи, концептуальная блок-схема САЦ, комплексная аналитическая система, схема работы системы поддержки принятия решения, взаимодействия САЦ Минэнерго РФ с внешними партнерами и структурами, система управления расчетами на базе САЦ Минэнерго РФ – эти основные блоки представлены в Приложении 5.
3.13. Ренессанс. Признание. Легитимация.
Результаты комплексной работы Консорциума по проекту САЦ Минэнерго РФ получили признание в Министерстве, а также доложены и одобрены на расширенном заседании Комитета по образованию науке Совета Федерации (2010 г.)
В этом же году Председателем Правительства РФ В.В. Путина было подписано распоряжение (04.09.2010 г., № 1478 – ЭР) о создании федерального государственного автономного учреждения «Ситуационно- -аналитический центр Минэнерго России». (Рис.8)
Распоряжение Правительства Российской Федерации от 04.09.2010 № 1478-р
ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Р А С П О Р Я Ж Е Н И Е
от 4 сентября 2010 г. N 1478-р
МОСКВА
1. Создать федеральное государственное автономное учреждение "Ситуационно-аналитический центр Минэнерго России" (г. Москва) путем изменения типа существующего федерального государственного учреждения "Центр производственной безопасности топливно-энергетического комплекса" (г. Москва).
2. Установить, что имущество, находящееся в оперативном управлении федерального государственного учреждения "Центр производственной безопасности топливно-энергетического комплекса" в полном объеме закрепляется за федеральным государственным автономным учреждением "Ситуационно-аналитический центр Минэнерго России".
3. Минэнерго России:
осуществлять полномочия учредителя федерального государственного автономного учреждения, создаваемого в соответствии с настоящим распоряжением;
в 3-месячный срок осуществить мероприятия, связанные с созданием указанного федерального государственного автономного учреждения.
4. Росимуществу совместно с Минэнерго России в 3-месячный срок обеспечить в установленном порядке закрепление за федеральным государственным автономным учреждением "Ситуационно-аналитический центр Минэнерго России" имущества, предусмотренного пунктом 2 настоящего распоряжения.
Председатель Правительства
Российской Федерации В.Путин
Рис. 8
В настоящее время и «платформенные» подходы и методы создания информационно-аналитических экспертных структур общепризнанны и широко распространены, как в России, так и за рубежом.
С учетом приоритета начала проекта такого типа (1981 г.) убедительной демонстрации возможности его реализации при радикально различных формах правления и общественного устройства (от планового социалистического до гос. капиталистического), признания и широкой тиражируемости проект типа «Атомэнергомашэксперт» можно отнести к категории «best practice».
3.14. Практика «АЭМЭ» и направления ее актуализации в XXI в.
Смена технологических укладов, радикально-революционное появление и развитие новых технологий, переход на «цифру» – бренд сегодняшнего времени.
Отмечу важные современные решения и документы, поддерживающие и развивающие стратегические направления и конкретные практики, концепции, заложенные еще в период СССР.
Указ Президента РФ № 204 от 7 мая 2018 года «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года». В свете представленной выше практики отмечу важные позиции Указа:
Преобразование приоритетных отраслей экономики и социальной сферы посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений;
Создание сквозных цифровых технологий преимущественно на основе отечественных разработок41.
Существуют различные трактовки определений «платформенные решения» и «сквозные» технологии.
Технологическая платформа (ТП) – это коммуникационный инструмент, направленный на активизацию усилий по созданию перспективных коммерческих технологий, новых продуктов (услуг), на привлечение дополнительных ресурсов для привлечения исследований и разработок на основе участия всех заинтересованных сторон (бизнеса, науки, государства, гражданского общества), совершенствование нормативно-правовой базы в области научно-технологического, инновационного развития.
На базе технологической платформы выстраивается взаимодействие различных заинтересованных сторон (вузов, научных организаций, промышленных предприятий, органов власти и др.) для решений стратегических задач научно-технического развития отраслей и секторов российской экономики, к которым относится технологическая платформа. Участники технологической платформы осуществляют координацию действий и кооперацию друг с другом. В этом ключе и строился проект «Атормэнергомашэксперт».
В 2011 году был утвержден перечень из 27 технологических платформ. Закреплено место и роль ТП, их координирующих функций в отношении организации взаимодействия бизнеса, науки и государства. В качестве примеров, близких по проблематике к рассматриваемой практике можно назвать такие ТП, как: «Интеллектуальная энергетическая система», «Малая распределенная энергетика».
Сквозные технологии – не устоявшееся определение. В рамках рассматриваемой практики, а также в соответствии с рядом наиболее близких к ней определений к «сквозным» относятся те технологии, которые одновременно охватывают несколько трендов (тенденций) субъекта и/или отраслей. Реализуют выявление и развитие кросс-функциональных межотраслевых решений.
По данным исследований в ТОП-10 входят такие «сквозные» технологии, как:
1) Технология поддержки принятия решения
2) Дополненная и виртуальная реальность
3) Интернет вещей
4) Распределенные базы данных (big data)
5) ИИ для решения проблем безопасности
На передний план выходят такие понятия и направления, как «цифровизация» (или дигитализация) в качестве мощного инструментария развития новой экономики и энергетики.(Распоряжение Правительства РФ от 28.07.2017 г. № 1632-р «Об утверждении программы цифровой экономики»).
Наряду с цифровизацией социального сектора (образование, медицина, другие госуслуги), на очереди – высокотехнологичные базовые отрасли со сложным производством, такие как атомная промышленность.42
Крупные промышленные технологические корпорации уже реализуют программы цифрового перехода. Главный результат, к которому они стремятся – смена бизнес-модели, предсказательные системы управления (когда поведение клиента или состояние объекта может быть предсказано), перенос центров прибыли, а также непрерывная оптимизация производственно-технологических процессов.
ГК «Росатом» – одна из первых в этом тренде, и ставит целью «сквозное управление жизненным циклом сложных изделий и инженерных объектов». «Суть цифровой экономики для нас – переход от торговли продуктами к торговле жизненным циклом» А.Лихачев, Генеральный директор ГК «Росатом», конференция «Цифровая экономика», май 2017. Он выделил важные для «Росатома» позиции. Это сквозные технологии, связанные с интернетом, промышленным интернетом и интернетом вещей, большими данными (big data), а также аддитивные технологии, облачные вычисления, технологии управления сложными инженерными объектами, искусственный интеллект и решения для информационной безопасности. И это стратегически важно.
Рассмотренная в данной главе программа «Атомэнергомашэксперт» это практически зарождение (80-е годы ХХ века) платформенного подхода к решению крупномасштабной межотраслевой и междисциплинарной проблемы: «Созданию интегрированной экспертной системы, реализующей системный подход с целью обеспечения качества, надежности и безопасности атомного энергетического оборудования и установок на всем этапе жизненного цикла: «проектирование – производство – комплектная поставка – пуско-наладка – эксплуатация- снятие с производства и эксплуатации» (см. рис. Решения по реализации программы «АЭМЭ».
Итак, интегрированная система «Атомэнергомашэксперт» – как платформа для решения проблем атомного энергомашиностроения на основе адаптивных и развивающихся бизнес – моделей и предсказательных систем управления остается вполне современной.
Ее эффективная реализация на базе отсталой советской вычислительной техники была крайне затруднительна.
Так в качестве «подарка» на ее разработки был выделен КТС типа ЕС-1060 (очень «крутая» машина по тем временам). Хотя наши зарубежные партнеры (например EdF) уже использовали комплекс типа Сray-2 с производительностью в миллиард раз превышающей ЕС-1060. Наши попытки с помощью коллег из EdF выйти на Cray-2 к сожалению не были реализованы в связи с развалом СССР.
В этой связи акцент на цифровизацию экономики крайне важен, а вот модели и платформы – это наше и должно оставаться сферой отечественных разработок.
И это совершенно реально!
Приложения к главе 3 раздела II
Приложение 1. Справка в ЦК КПСС
В ЦК КПСС
С П Р А В К А
о соотношении и тенденции развития экспериментальных
и вычислительных комплексов для проектирования и отработки атомных энергоустановок и оборудования за рубежом
В конце 60-х – 70-х г.г. основное внимание ведущих западных фирм атомного машиностроения и энергетики, ядерных центров уделялось развитию крупных системных экспериментальных стендов, направленных в основном на обоснование и разработку систем безопасности АЭС:
Установка ЛОФТ (США) с ядерным обогревом, включающая реактор N=55 мВт (для водо-водяных реакторов типа PWR);
системный крупномасштабный стенд Роза –III (Япония) с электрическим обогревом зоны для моделирования ситстем безопасности и аварий кипящих реакторов типа BWP.
– натурная экспериментальная АЭС Марвинен (Швеция);
– системная 3-петлевая установка РК (ФРГ) для исследования термогидравлики, повторного залива реактора и др. с электрическим обогревом зоны;
– системная экспериментальная установка SCTF (Япония) для исследования эффектов неодномерности гидродинамики и тепломассообмена в аварийных режимах;
– стенд «Петля Омега» (Франция) (N = 9 мВт) и ряд других;
– для экспериментальной отработки парогенераторов на фирме Фраматом (Франция) создается комплексный стенд ПГ с =25 мВт.
В то время необходимость создания таких крупных экспериментальных комплексов были очевидна прежде всего в связи с отсутствием альтернативы для обоснования комплексных технических решений. В этой связи вполне обоснованными были и весьма крупные затраты на эти стенды. (Так, 5-летний бюджет 1981-1985 г.г. одного лишь стенда ЛОФТ (США), составил ~ 250 млн. долларов).
В то же время наряду с крупными капитальными вложениями выявились и другие принципиальные недостатки «лобового» экспериментальной отработки оборудования и систем АЭС на крупных или натурных стендах: прежде всего это весьма низкая оперативность (например, при экспериментальной проверке такого технического решения, как замена горизонтального ПГ на вертикальный), недостаточная информативность, отсутствие мобильности в пространстве и во времени.
Интенсивное развитие вычислительной техники, методов математического моделирования в последнее десятилетие привели к принципиальному пересмотру подходов, реализуемых при обосновании технических решений (прежде всего надежности и безопасности) таких сложных и ответственных систем как АЭС. Акцент быстро и необратимо смещается в сторону использования имитационного моделирования, САПР, автоматизированных информационно-поисковых систем. (Отметим, что этот подход уже давно и эффективно используется в аэрокосмической технике как за рубежом, так и в Союзе). При этом для достижения за ограниченное время с ограниченными затратами результатов, обеспечивающих надежность и безопасность АЭУ, сохраняется разумное сочетание физического и «машинного» эксперимента.
Примеры фирм, программно-вычислительных (ПВК) и информационных комплексов для исследования, математического моделирования и сопровождения атомного энергооборудования и установок.
Наиболее интенсивное развитии ПВК для проектирования и исследования ЯЭУ началось после аварии на ТМА-2 (США).
США. Имитационно-вычислительные комплексы (ИВК) типа Relap (различные модификации), TRAC и др.
7.1.
TRAC
– наиболее мощный ИВК для исследования переходных и аварийных режимов АЭС (разработка Лос-Аламосской лаборатории). Далее полную картину протекания аварии на ТМА-2.
7.2.
США – Фирма Всетингаус. В 1980 г. внутри концерна создана специальная фирма «Фауске энд Асс., Инк», занимающаяся разработкой имитационно-вычислительных комплексов для задач атомной энергетики (обоснование надежности и безопасности АЭС, разрабатываемых и поставляемых фирмой Вестин-гаус). Возглавляет известный – крупный специалист в области гидродинамики двухфазных сред и математического моделирования профессор Фауске (Fauske N.K.).
7.3.
Комиссия по ядерному регулированию (NRC) создала автоматизированную информационно-поисковую систему для сбора и обработки информации об отказах и дефектах и систему автоматизированного контроля, наблюдающую за состоянием оборудования АЭС.
Франция – фирма Фраматом. Весь цикл разработки и проектирования основного энергооборудования основан на использовании методов «машинного» проектирования (Расчетно-проектирующий центр фирмы состоит из 1300 чел., что составляет – 20% общей численности фирмы, включая производство). Экспериментальное обоснование программ проводится на малых стендах ядерных центров Франции (Гренобль, Кадораш, Сапле).
Бельгия – имитационная модель АЭС с реактором PWR (SOPWR) (Бельгийский центр по ядерной энергетике) – включает I и II контуры с основным оборудованием (реактор, ПГ, КО, СУЗ, турбина и др.). Возможность моделирования как динамических (аварийных и переходных) режимов, так и исследования характеристик различных типов оборудования при работе в составе АН, их замены, модернизации и т.д.
Дания – Программно вычислительные комплексы (ПВК) для моделирования динамики АЭС с PWR и DWR.
ФРГ – Центр по ядерным исследованиям (в Карлсруе)
ПВК – «RSYST» – модульная система для расчета статических и динамических процессов в реакторе и системах защиты. Основные особенности – модульная структура и наличие центрального банка данных.
ПВК для динамики и аварий PWR (типа BRUCH).
ПВК для анализа процессов в защитной оболочке (CORAN).
США –«Дженерал атомик»
ПВК для анализа и обоснования сейсмостойкости оборудования АЭС в обвязке (реальных условиях).
ПВК для анализа поведения защитной оболочки реактора.
Италия, ISPRA
ПВК для анализа надежности оборудования АЭС PWR («дерево отказов») (SALP -3).
«Проигрывает» ситуацию с различными потоками отказов для определения коэффициента готовности, анализирует надежность схемно-компоновочных решений с учетом свойств каждого элемента (важно для задач унификации оборудования и увязке с надежностью).
Приложение 2 Выдержки из Решения по программе «Атомэнергомашэксперт»
1987 г.
Руководствуясь решениями Партии и Правительства, Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР, Министерство атомной энергетики СССР, Академия наук СССР по согласованию с Бюро Совета Министров СССР по машиностроению, Государственным комитетом СССР по науке и технике, Государственным комитетом СССР по вычислительной технике и информатике
РЕШИЛИ:
1. Провести в 1987 -1990 гг. силами научных и инженерно-технических работников организаций Минтяжмаша СССР (головная организация – ВНИИАМ), Минатомэнерго СССР (головная организация – ВНИИАЭС), Академии наук СССР (головная организация – ВЦ ММ при ИПМ им. М.В. Келдыша) комплекс совместных научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по созданию интегрированной экспертной системы, реализующей системный подход, с целью обеспечения качества, надежности и безопасности атомного энергетического оборудования и установок на всем этапе жизненного цикла: «проектирование – производство – комплектная поставка – пуско-наладка – эксплуатация – снятие с производства и эксплуатации» (Научно-исследовательская программа «Атомэнергомашэксперт»).
Экспертная система должна обеспечить реализацию оперативного анализа и комбинаций различных схемно-компоновочных решений, многовариантных проработок математических моделей при создании атомного энергетического оборудования и установок, оптимизацию их проектно-конструкторских и технико-экономических характеристик, контроля и быстрой адекватной реакции на ситуации, возникающие в процессе изготовления, комплектной поставки, пуско-наладочных работ и эксплуатации, неполадок и отклонений от заданных условий (включая аварийные) в отдельных видах оборудования и системы в целом.
Экспертная система «Атомэнергомашэксперт» реализуется на основе:
– имитационных математических моделей атомного оборудования (АО) в составе энергоблоков, технологических систем и подсистем;
– баз данных по проектным, конструктивным, технологическим, технико-экономическим характеристикам атомного оборудования;
– баз знаний по всем ситуациям поведения АО в течение его жизненного цикла;
– баз знаний по выработке и выдаче систем ситуационных рекомендаций для принятия решений относительно АО в течение его жизненного цикла;
– современных методов математического моделирования и САПР на базе средств вычислительной и микропроцессорной техники, а также средств отображения информации.
2. Возложить на головные организации ВНИИАМ, ВНИИАЭС, ВЦ ММ при ИПМ им М.В. Келдыша (по прямым договорам с ВНИИАМ и ВНИИАЭС) выполнение следующих работ;
2.1. Разработку технического задания на систему «Атомэнергомашэксперт» и ее подсистемы.
…..
2.3. Разработку технических предложений по составу вычислительной техники, средствам передачи и оперативного отображения информации, размещению технических средств у абонентов.
2.4. Разработку и создание математических моделей отдельных видов энергетического оборудования для АЭС, с учетом их взаимосвязанной работы в составе подсистем и систем энергоустановки, ситуационных моделей и программно-вычислительных комплексов для их реализации.
…..
Для ускоренной отработки системы «Атомэнергомашэксперт» и кооперации производства программного продукта ВНИИАМ и ВНИИАЭС создают идентичные митирующие информационно-вычислительные комплексы системы на своих площадях.
…..
3.4.
Финансирование работ организаций отраслей осуществляется за счет фонда развития производства, науки и техники с выделением дополнительного фонда заработной платы для приоритетного стимулирования специалистов по программе «Атомэнергомашэксперт».
…..
Определить ВЦ ММ при ИПМ ИМ.М.В. Келдыша АН СССР головной организацией по разработке математических моделей оборудования для АЭС, построению численных алгоритмов и созданию комплексов и пакетов прикладных программ, включающих развитые средства графической поддержки, предназначенные для описания и редактирования пространственных объектов сложной геометрии.
…..
6.1. Предоставить возможность поручить ВЦ ММ при ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР привлекать для ускоренного решения проблемы «Атомэнергомашэксперт» другие научно-исследовательские учреждения Академии наук СССР.
6.2. Минтяжмаш СССР и Минатомэнерго СССР за счет своих фондов через головные организации передают ВЦ ММ при ИПМ им.М.В. Келдыша АН СССР комплекс технических средств для реализации задач программы «Атомэнергомашэксперт», выполнение которых поручено ВЦ ММ при ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР.
7. Установить порядок, при котором ежегодно коллегия Минтяжмаша СССР, Минатомэнерго СССР и Совет по математическому моделированию Академии наук СССР на своих заседаниях рассматривают совместный отчет головных организаций о ходе работ по выполнению научно-технической программы «Атомэнергомашэксперт».
8. Назначить научным руководителем работ по математическому моделированию, выполняемых в Академии наук СССР по программе «Атомэнергомашэксперт» академика А.А. Самарского.
Назначить научным руководителем работ в ИК Академии наук УССР по программе «Атомэнергомашэксперт» академика АН УССР В.И. Скурихина.
Назначить научным руководителем работ в Минтяжмаше СССР по программе "Атомэнергомашэксперт" заместителя директора ВНИИАМ, доктора технических наук Г.А. Салтанова.
Назначить научным руководителем работ в Минатомэнерго СССР по программе «Атомэнергомашэксперт» начальника отделения ВНИИАЭС, доктора технических наук В.М.Дмитриева.
Предоставить научным руководителям академику А.А. Самарскому, академику АН УССР В.И. Скурихину, докторам технических наук Г.А. Салтанову, В.Д. Дмитриеву право создавать временные научно-технические и производственные коллективы в установленном порядке, а также принятия совместных оперативных организационных и научно-технических решений в рамках программы «Атомэнергомашэксперт», обязательных для учреждений АН СССР, ИК АН УССР, организаций, предприятий Минтяжмаша СССР и Минатомэнерго СССР, привлеченных к выполнению программы «Атомэнергомашэксперт».
Ход выполнения работ, предусмотренных настоящим «решением ....» ежегодно, начиная с отчета за 1988 г. – докладывать Бюро Совета Министров СССР по машиностроению, Государственному комитету СССР по вычислительной технике и информатике, Государственному комитету СССР по науке и технике.
